人教版2024上冊/第四單元自然界的水/課題1水資源及其利用實驗08水的凈化【實驗目的】1．通過實驗探究，學會凈化水的方法。2．通過觀看和動手實驗，掌握過濾等基本實驗操作?！緦嶒瀮x器】燒杯、藥匙、玻璃棒、鐵架臺、漏斗、濾紙【實驗試劑】天然水、明礬【實驗過程】操作步驟實驗圖示實驗現象（1）取兩個燒杯，各盛大半燒杯渾濁的天然水（湖水或河水等）。向其中一個燒杯中加入3藥匙明礬粉末，攪拌溶解后，分置于兩個燒杯中，靜置，觀察現象加入明礬的水樣比未加的澄清（2）取步驟（1）中處理過的一杯液體，沿玻璃棒慢慢向漏斗中傾倒，注意液面始終要低于濾紙的邊緣。觀察并比較未經處理的天然水和進行了不同程度處理的水的清澈程度進行了不同程度處理的水比未經處理的天然水要澄清【實驗結論】明礬能吸附雜質，使雜質沉降。過濾能除去水中的不溶性雜質。1.天然水中的雜質天然水（湖水或河水等）里含有許多雜質，不溶性雜質使其渾濁，可溶性雜質則可能使其有氣味或顏色。2.自來水廠的凈水步驟天然水→加混凝劑→沉淀→過濾→活性炭吸附→投藥消毒→自來水自來水廠凈水過程示意圖3.常用的凈水方法（1）沉降：絮混劑明礬可以使水中懸浮的雜質較快沉降，使水逐漸澄清。（2）吸附：活性炭具有疏松多孔的結構，有吸附性?；钚蕴坎粌H可以濾去其中的不溶性物質，還可以吸附一些溶解的雜質，除去異味，該過程屬于物理變化。（3）過濾：①適用范圍：難溶性固體與液體的分離。②實驗儀器：鐵架臺（帶鐵圈）、燒杯、漏斗、玻璃棒；實驗用品：濾紙。③操作要點、操作說明及未規范操作可能產生的后果：操作要點操作說明未規范操作可能產生的后果一貼濾紙緊貼漏斗內壁如果濾紙未貼緊(留有氣泡)，會造成過濾速度慢二低濾紙邊緣低于漏斗口如果濾紙邊緣高于漏斗口，液體可能會從漏斗外流下漏斗內液面低于濾紙邊緣如果液面高于濾紙邊緣，液體會不經濾紙過濾而流下三靠傾倒液體的燒杯尖嘴緊靠玻璃棒如果沒有用玻璃棒引流，可能造成液滴飛濺玻璃棒末端輕靠在三層濾紙的一邊如果玻璃棒靠在單層濾紙這邊，可能造成濾紙破損漏斗下端緊靠燒杯內壁如果沒有緊靠，過濾速度變慢，同時可能造成液滴飛濺④玻璃棒在過濾中的作用是引流。⑤如果過濾后的濾液仍然渾濁，接下來應如何操作？更換濾紙并清洗儀器，重新過濾，直到濾液澄清?！镜淅?】自來水廠凈化水時，除去難溶性雜質的步驟是A．過濾 B．吸附 C．消毒 D．蒸餾【答案】A【解析】A、過濾可以除去水中的難溶性雜質，選項正確；B、吸附可以除去水中的異味和色素，選項錯誤；C、消毒可以殺滅水中的細菌和病毒，選項錯誤；D、自來水廠凈化水沒有蒸餾這個步驟，選項錯誤；故選A?！镜淅?】某學習小組制的凈水器如圖所示，關于該凈水器的說法不正確的是A．該過程能將水樣轉化為軟水 B．該裝置不能對水進行殺菌消毒C．裝置中的小卵石和石英砂起過濾作用 D．該裝置能除去水中的色素和異味【答案】A【解析】A、由凈水裝置可知，水通過小卵石、石英砂能過濾除去水中的難溶性雜質，通過活性炭能除去色素和異味，蓬松棉也能起到過濾的作用，該裝置不能除去水中可溶性鈣、鎂化合物，即不能將硬水轉化為軟水，故選項說法錯誤；B、該簡易凈水器中的材料不能起到殺菌消毒的作用，故選項說法正確；C、裝置中的小卵石和石英砂能過濾除去水中的難溶性雜質，起過濾作用，故選項說法正確；D、該裝置中活性炭結構疏松多孔，具有吸附性，能除去水中的色素和異味，故選項說法正確；故選：A?！镜淅?】某同學將渾濁的河水樣品倒入燒杯中，先加入明礬粉末攪拌溶解，靜置一會兒后，采用如下圖所示裝置進行過濾，請問：（1）圖中還缺少的一種儀器是，其作用是；（2）若濾液仍然渾濁，出現渾濁的原因可能是。（3）水是一切生命體生存所必需的物質，每一位公民都要愛惜水資源、保護水環境、防治水污染。目前我國普遍實行了河長制，責任是督促公民一方面要節約用水，另一方面要防治水體污染。假如你是河長，你與公民分享的節水竅門有：等。【答案】（1）玻璃棒引流（2）濾紙破損或盛接濾液的燒杯不干凈或液面高于濾紙邊緣（合理即可）（3）用洗菜水澆花等【解析】（1）過濾時需要用玻璃棒引流；（2）若濾液仍然渾濁，出現渾濁的原因可能是濾紙破損或盛接濾液的燒杯不干凈或液面高于濾紙邊緣；（3）一水多用是常見的節水方法，比如用洗菜水澆花可以節約用水（合理即可）。【典例4】根據自來水凈水過程示意圖，回答問題：（1）過濾池的作用是除去水中的（選填“難溶性”或“可溶性”）雜質；（2）吸附池中的活性炭起到的是作用；（3）經過自來水廠凈化后，用戶得到的水是（選填“純凈物”或“混合物”）（4）實驗室中可用的方法獲得純水。【答案】（1）難溶性（2）吸附（3）混合物（4）蒸餾【解析】（1）過濾池的作用是除去水中的難溶性雜質；（2）吸附池中的活性炭起到的是吸附作用，能吸附水中的色素及異味；（3）經過自來水廠凈化后，用戶得到的水中仍含有可溶性雜質，所以得到的水屬于混合物；（4）實驗室中可用蒸餾的方法獲得純水。1．科學家設計合成了多孔石墨烯膜用于海水淡化，當海水流過石墨烯膜時，鈉離子和氯離子被水分子包裹而不能通過，獨立的水分子卻能通過。這種海水淡化的方法屬于A．過濾 B．吸附 C．沉淀 D．消毒【答案】A【解析】當海水流過石墨烯膜時，鈉離子和氯離子被水分子包裹而不能通過，獨立的水分子卻能通過，能除去海水的鹽，實現了氯化鈉和水的分離，過濾通過孔洞的大小分離物質，故這種海水淡化的方法類似于過濾操作；故選：A。2．項目式學習小組利用自制的簡易凈水器處理黃河水樣(如圖)。下列對水樣處理過程分析錯誤的是A．能除去水樣中的顏色和異味 B．能除去水樣中難溶性雜質C．該過程能將水樣轉化為軟水 D．該過程中發生的是物理變化【答案】C【解析】A、活性炭具有吸附性，能除去顏色和異味，該選項分析正確；B、該裝置具有過濾的作用，能除去水中難溶性雜質，該選項分析正確；C、該裝置不能除去水中的鈣、鎂離子，則不能將硬水軟化，該選項分析錯誤；D、該過程并沒有新物質生成，屬于物理變化，該選項分析正確。故選C。3．2024年“中國水周”活動主題為“精打細算用好水資源，從嚴從細管好水資源”。以下關于黃河流域水資源的說法不正確的是A．加入明礬能促進黃河水中懸浮雜質沉降B．過濾不能降低黃河水的硬度C．合理使用農藥、化肥以減少水體污染D．黃河水經過沉降、過濾和滅菌操作可得到純凈的水【答案】D【解析】A、明礬溶于水生成的膠狀物具有吸附性，可以吸附水中的懸浮雜質而加速其沉降，不符合題意；B、過濾只能除去水中的難溶性雜質，不能除去水中的可溶性鈣、鎂化合物，不能降低黃河水的硬度，不符合題意；C、合理使用農藥、化肥可以減少水體污染，保護水資源，不符合題意；D、沉降只能使懸浮的雜質沉降，過濾只能除去難溶性雜質，滅菌可除去細菌和病毒等，黃河水經過沉降、過濾和滅菌操作得到的水中仍含有可溶性雜質，屬于混合物，符合題意。故選D。4．某地水業有限公司利用混凝沉淀、過濾、消毒等工藝對自然水進行凈化處理，1月檢測報告中，水質檢測菌落總數（國家標準）。下列描述不正確的是A．從配水泵中出來的水是純凈物B．活性炭可吸附水中的部分雜質C．可用于殺菌消毒D．混凝劑可使水中的懸浮雜質沉降下來【答案】A【解析】A、從配水泵中出來的水中含有水和溶于水的物質，是混合物，故選項說法錯誤；B、活性炭可吸附水中的部分雜質，例如能夠吸附色素、異味等，故選項說法正確；C、CIO2具有強氧化性，可用于殺菌消毒，故選項說法正確；D、混凝劑可使水中的懸浮雜質聚集成大的顆粒，從而沉降下來，故選項說法正確。故選：A。5．如圖為簡易的野外生存凈水器，下列有關分析錯誤的是A．該裝置凈水的原理是蒸餾 B．陽光照射會加快水分子的運動速度C．塑料膜的作用相當于濾紙 D．向小水杯中加入肥皂水不會產生大量浮渣【答案】C【解析】A、山泉水中的水在陽光作用下蒸發變為水蒸氣，實現了水與雜質的分離，水蒸氣在塑料薄膜處冷凝，滴入小水杯中，該裝置原理為蒸餾，A正確。B、陽光照射溫度升高，溫度越高，分子運動越劇烈，所以陽光照射會加快水分子的運動速度，B正確。C、山泉水經過光照蒸發后水蒸氣在塑料薄膜處冷凝，滴入小水杯中，塑料膜相當于冷凝管，C錯誤；D、軟水中滴加肥皂水，現象是泡沫多、浮渣少；硬水中滴加肥皂水，現象是泡沫少、浮渣多。山泉水經過光照蒸發后水蒸氣在塑料薄膜處冷凝，滴入小水杯中，該裝置原理為蒸餾，則得到的水為純水，屬于軟水，向小水杯中加入肥皂水不會產生大量浮渣，D正確。故選：C。6．為了飲水便利，許多公共場所安裝了直飲水機，處理步驟如圖所示：步驟①中PP棉可以除去水中的泥沙等大顆粒雜質，與實驗室常用的操作相同；步驟②中用吸附色素和異味。【答案】過濾活性炭【解析】過濾可以將固體與液體分離，步驟①中PP棉可以除去水中的泥沙等大顆粒雜質，因此與實驗室常用的過濾操作相同；活性炭結構疏松多孔，具有吸附性，能吸附水中的色素和異味，因此步驟②中用活性炭吸附色素和異味；故填：過濾；活性炭。7．小明收集到一瓶渾濁的河水，他要模擬自來水廠的凈水過程進行水的凈化實驗，其實驗流程如圖所示。（1）操作1的名稱是。（2）氯氣的作用是。（3）經以上操作后得到的還是硬水，生活中通過（填“煮沸”或“蒸餾”）降低水的硬度?！敬鸢浮浚?）過濾（2）殺菌消毒（3）煮沸【解析】（1）根據流程圖，操作1后得到了固體A和液體B，說明操作1實現了固液分離，操作1是過濾。（2）在凈水過程中，氯氣的作用是殺菌消毒。（3）硬水是含有較多可溶性鈣鎂礦物質鹽的水，煮沸可以將可溶性鈣鎂礦物質鹽轉化為碳酸鈣沉淀、氫氧化鎂沉淀，從而降低水的硬度，蒸餾得到的水是純凈水，也能降低水的硬度，但蒸餾操作較為復雜，且成本較高，所以生活中通過煮沸降低水的硬度。8．某種便攜式凈水器，其內部結構如圖所示，請回答問題。（1）活性炭可除去異味，說明活性炭具有性。（2）此種“生命吸管”雖廣泛使用，但海上應急卻不能使用，原因是?！敬鸢浮浚?）吸附（2）不能除去海水中的鹽類物質【解析】（1）活性炭具有疏松多孔的結構從而具有吸附性，可用于除去色素和異味；（2）海水中含有大量的可溶性鹽，該裝置不能除去海水中的鹽類物質，故此種“生命吸管”雖廣泛使用，但海上應急卻不能使用。9．圖1為古今凈水工藝的對比，圖2為自制簡易凈水器，請回答問題：（1）圖1“漉水囊”可濾出水中浮游生物，此過程對應的操作1的名稱是。（2）永嘉出土的明末水處理池是最早利用“木炭吸附”的凈水工藝，現代凈水過程中常用代替木炭，其在凈水中的作用是。（3）用圖2的簡易凈水器處理河水，下面對該凈水器分析不正確的是___________。A．能殺菌消毒 B．能把硬水變為軟水C．能得到純凈水 D．能讓渾濁的河水變得澄清【答案】（1）過濾（2）活性炭吸附色素和異味（3）ABC【解析】（1）過濾是將不溶于液體的固體與液體分開的一種方法，所以“漉水囊”可濾出水中浮游生物，此過程對應的操作1的名稱是過濾；（2）由于活性炭的吸附性好于木炭，所以現代凈水過程中常用活性炭代替木炭，由于活性炭具有吸附性，其在凈水中可以吸附色素和異味；（3）A、該裝置不能殺菌消毒，故選項說法錯誤；B、該裝置不能除去硬水中的鈣鎂化合物，不能把硬水變為軟水，故選項說法錯誤；C、該裝置不能除去水中的所有雜質，不能得到純凈水，故選項說法錯誤；D、該裝置能讓渾濁的河水變得澄清，故選項說法正確；故選：ABC。10．城市的生活用水是經自來水廠凈化處理過的。如圖是自來水廠凈化水的過程示意圖。（1）活性炭的作用是。（2）在處理過的水樣中加入一定量的肥皂水并振蕩，觀察到泡沫較少，浮渣較多。說明該水樣屬于（填“硬水”或“軟水”）。（3）在投藥消毒步驟中所發生的變化是（填“物理變化”或“化學變化”）。（4）用戶得到的水屬于（填“混合物”或“純凈物”）。（5）實驗室在過濾操作中使用玻璃棒的作用是。（6）若經過濾后，所得液體仍渾濁，其原因可能是（填寫字母）。a．濾紙與漏斗內壁間留有氣泡b．漏斗下端未緊靠燒杯內壁c．漏斗內液面高于濾紙邊緣（7）水是生命之源，下列有關水的說法正確的是_____。A．水是由氫元素和氧元素組成的B．水蒸發過程中水分子不斷運動C．水分子可以保持水的物理性質D．水結冰時水分子靜止不動（8）水資源短缺會影響人民生活，制約經濟發展。請舉出一種節水的措施：。【答案】（1）吸附水中的色素和異味（2）硬水（3）化學變化（4）混合物（5）引流（6）c（7）AB（8）用淘米水澆花或洗衣服水沖廁所等（合理即可）【解析】（1）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和異味。（2）硬水中含有較多的鈣鎂化合物，遇到肥皂水會觀察到泡沫較少，浮渣較多，所以在處理過的水樣中加入一定量的肥皂水并振蕩，觀察到泡沫較少，浮渣較多，說明該水樣屬于硬水。（3）消毒過程是利用氯水的強氧化性，消毒過程中有新物質生成，屬于化學變化。（4）用戶得到的水屬于混合物，含有水和其他微量元素等多種物質。（5）實驗室在過濾操作中使用玻璃棒的作用是引流。（6）a.濾紙與漏斗內壁間留有氣泡，會導致過濾速度變慢，但不會導致渾濁，故不符合題意；b.漏斗下端未緊靠燒杯內壁，會導致濾液濺出，但不會導致渾濁，故不符合題意；c.漏斗內液面高于濾紙邊緣，液體會從濾紙和漏斗中間過去，導致過濾效果不佳，液體仍渾濁，故符合題意。故選c。（7）A、水是由氫元素和氧元素組成的，故選項正確；B、分子在不斷運動。水蒸發過程中水分子不斷運動，故選項正確；C、水分子可以保持水的化學性質，故選項錯誤；D、水結冰時水分子仍然在動，故選項錯誤。故選AB。（8）生活中常見的節約用水的方法：用淘米水澆花或洗衣服水沖廁所等。11．城市的生活用水是經自來水廠凈化處理過的。如圖是自來水廠凈化水的過程示意圖。（1）在自來水廠凈化自來水的過程中，a池的作用主要是_______。（填序號）A．沉淀 B．過濾 C．吸附 D．蒸餾（2）取水后加入絮凝劑，并用玻璃棒攪拌，使水中懸浮的顆粒沉降下來。下列物質可作絮凝劑的是________。A．食鹽 B．高錳酸鉀 C．明礬 D．肥皂水（3）在處理過的水樣中加入一定量的肥皂水并振蕩，觀察到泡沫較少，浮渣較多。說明該水樣屬于（填“硬水”或“軟水”）。（4）在投藥消毒步驟中所發生的變化是（填“物理變化”或“化學變化”）。（5）水資源短缺會影響人民生活，制約經濟發展。請舉出一種節水的措施。【答案】（1）B（2）C（3）硬水（4）化學變化（5）洗菜水澆花等【解析】（1）由自來水凈化水的方法可知，自來水廠凈化自來水的過程中，a池的作用主要是過濾。故填：B。（2）由于明礬溶于水的生成物具有吸附性，所以取水后加入絮凝劑（明礬）的作用是：吸附懸浮雜質，加速沉降。故填：C。（3）由于硬水中加入一定量的肥皂水振蕩，觀察到泡沫較少，浮渣較多，所以該水樣屬于硬水。故填：硬水。（4）由于在投藥消毒步驟中有新物質生成，所以發生的變化是化學變化。故填：化學變化。（5）常見的節水措施有很多，例如：洗菜水澆花、使用節水龍頭等。故填：洗菜水澆花等。12．下列是自來水廠凈化水的流程圖和小明同學設計的過濾裝置及操作示意圖：（1）請根據圖1回答下列問題：①除去水中難溶性雜質用操作。②向濾液中加入活性炭作用。③檢驗自來水是硬水和軟水加入，生活中將硬水軟化用方法。（2）請根據如圖2回答下列問題：①將靜置后的河水采用圖裝置進行過濾，請問：圖中還缺少的一種儀器是。②小明同學改進裝置并正確操作，過濾后的濾液仍然渾濁，可能的原因有(寫一條即可)?！敬鸢浮浚?）過濾吸附水中的色素和異味肥皂水煮沸（2）玻璃棒濾紙破損【解析】（1）①過濾可除去水中難溶性雜質；②活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和異味；③硬水和肥皂水混合會產生較多浮渣，軟水和肥皂水混合會產生較多泡沫，可用肥皂水來檢驗自來水是硬水還是軟水；生活中常用加熱煮沸的方法將硬水軟化；（2）①過濾需要玻璃棒引流，圖中未用玻璃棒引流，缺少的儀器為玻璃棒；②改進裝置并正確操作，過濾后的濾液仍然渾濁，可能是濾紙破損，或者濾液高于濾紙邊緣等（合理即可）。13．暴雨過后的河水渾濁不堪，有同學收集到一瓶渾濁的河水，經過以下凈水過程，最終制成蒸餾水，實驗過程如圖一所示。（1）圖一中，加入的A物質是絮凝劑，該物質的名稱是。（2）圖一中操作①②③對應圖二中的裝置分別是(填序號)，其中除去水樣中的色素和異味，所用試劑的名稱為，該過程主要是變化(填“物理”或“化學”)。（3）圖二中的裝置(1)所得到的水屬于(填“硬水”或“軟水”)，如何證明(寫出實驗操作和現象)。有關該實驗過程的敘述正確的是。A．是化學變化

B．水的化學性質保持不變C．水分子種類沒有發生改變

D．水的狀態保持不變（4）若經過操作①后，所得液體C中仍有渾濁，其原因可能是___________(填序號)。A．濾紙有破損 B．漏斗下端未靠在燒杯內壁 C．漏斗內液面高于濾紙的邊緣（5）下列凈水方法中，生產自來水使用的方法有(填序號)___________。A．沉淀 B．過濾 C．煮沸 D．蒸餾 E．吸附【答案（1）明礬（2）Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ活性炭物理（3）軟水取少量液體于試管中，滴加幾滴肥皂水振蕩，產生大量泡沫BC（4）AC（5）ABE【解析】（1）常見的絮凝劑為明礬，則A為明礬。（2）①結合流程和凈化水的過程可知，操作①②③分別為過濾、吸附、蒸餾，而圖二的裝置分別為蒸餾、吸附和過濾，則操作①②③對應圖二中的裝置分別是Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ；②活性炭具有吸附性，能除去水中的色素和異味；③活性炭吸附過程中沒有新物質生成，屬于物理變化。（3）①裝置(1)是蒸餾，所得到的水是蒸餾水，蒸餾水是純水因此屬于軟水；②取適量裝置(1)產生的蒸餾水于試管中，在試管中加入肥皂水進行振蕩檢驗，產生較多泡沫的是軟水，產生較少泡沫、較多浮渣的是硬水；③A、裝置Ⅰ為蒸餾，蒸餾過程中沒有新物質生成，屬于物理變化，該選項敘述不正確；B、蒸餾過程中，只是水的狀態發生改變，但水分子不變，則水的化學性質不變，該選項敘述正確；C、結合前面分析可知，水分子種類沒有發生改變，該選項敘述正確；D、蒸餾過程中，水的狀態發生改變，由液態變成氣態，再由氣態變為液態，該選項敘述